項目七智能倉儲控制系統設計任務一物品重量分類控制系統設計知識點一

S7-1200PLC的基本數據類型

1．數據類型數據類型用來描述數據的長度（即二進制的位數）和屬性。2．位（Bool），二進制的1位，軟件用TRUE/FALSE表示1和0。I3.2中的“I”表示輸入，字節地址為3，位地址為2。3．位字符串數據類型Byte（字節）、Word（字）、Dword（雙字）統稱為位字符串。分別由8位、16位和32位二進制數組成。1）用組成雙字的編號最小的字節MB100的編號作為雙字MD100的編號。2）組成雙字MD100的編號最小的字節MB100為MD100的最高位字節，編號最大的字節MB103為MD100的最低位字節。字也有類似的特點。

知識點一

S7-1200PLC的基本數據類型

4．整數SInt和USInt分別為8位的短整數和無符號短整數，Int和UInt分別為16位的整數和無符號整數，DInt和UDInt分別為32位的雙整數和無符號的雙整數。有符號整數的最高位為符號位，最高位為0時為正數，為1時為負數。有符號整數用補碼來表示，二進制正數的補碼就是它的本身，將一個正整數的各位取反后加1，得到絕對值與它相同的負數的補碼。5．浮點數

32位的浮點數（Real）又稱為實數，最高位（第31位）為浮點數的符號位。正數時為0，負數時為1，規定尾數的整數部分總是為1，第0～22位為尾數的小數部分。8位指數加上偏移量127后（0～255），放在第23～30位。6．時間與日期Time是有符號雙整數，其單位為ms。Date（日期）為16位無符號整數，無符號雙整數TOD（TIME_OF_DAY）為從指定日期的0時算起的毫秒數。7．字符數據類型字符（Char）占一個字節，Char以ASCII格式存儲。WChar（寬字符）占兩個字節，可以存儲漢字和中文的標點符號。字符常量用英語的單引號來表示，例如'A'。知識點二

S7-1200PLC

比較指令1、CMP比較指令指令標識：CMP比較條件：==,<>,<=,>=,<,>指令格式：操作數操作數比較條件數據類型知識點二

S7-1200PLC

比較指令2、值在范圍內與值超出范圍指令指令：范圍內指令與范圍外指令指令格式：MIN：范圍的最小值MAX：范圍的最大值VAL：給定的操作數當VAL中的數據值在指定范圍之內/外時，指令輸出狀態為1知識點二

S7-1200PLC

比較指令3、OK和NOTOK觸點指令

OK和NOTOK觸點指令，可用來檢查是否是有效或無效的浮點數。指令的應用如圖所示，當MD100和MD104中為有效的浮點數時，才會使Q0.0置位輸出。知識點三

比較指令和定時器構成閃爍電路使用比較指令和定時器構成閃爍電路，要求開關I0.0接通時，指示燈Q0.0滅4秒亮6秒、滅4秒亮6秒，循環閃爍。任務二物品計數控制系統設計知識點一

S7-1200PLC

計數器指令

計數器指令用于對輸入脈沖信號計數。S7-1200中使用符合IEC標準的計數器指令。S7-1200中有三種計數器（1）加計數器指令（CTU）（2）加/減計數指令（CTUD）（3）減計數指令（CTD）

1、加計數器指令

加計數器標識符CTU

加計數器信號輸入端CU

復位端R

設定值端PV

當前值端CV

知識點一

S7-1200PLC

計數器指令2、減計數器指令

減計數器標識符CTD

減計數器信號輸入端CD

裝載端LD

設定值端PV

當前值端CV

知識點一

S7-1200PLC

計數器指令知識點一

S7-1200PLC

計數器指令3、加減計數器指令由：

加減計數器標識符CTUD

加計數器信號輸入端CU

減計數器信號輸入端CD

復位端R

裝載端LD

設定值端PV

輸出端QUQD

當前值端CV

知識點二

用計數器指令設計展廳人口統計報警裝置展廳入口處安裝光電檢測裝置I0.0，進入一人發出一高電平信號；展廳出口處安裝光電檢測裝置I0.1，退出一人發出一高電平信號；展廳只能容納100人。當廳內達到100人時，發出報警信號Q0.0，并自動關閉入口。有人退出，不足100人時，則打開大門。開門到位信號I0.2，關門到位信號I0.3。按動復位按鈕I0.4可以對此裝置復位。任務三物品出入庫統計控制系統設計知識點一

S7-1200PLC

數學運算指令1、四則運算指令

數學函數指令中的ADD、SUB、MUL和DIV分別是加、減、乘、除指令。操作數的數據類型可選整數（SInt、Int、DInt、USInt、UDInt）和浮點數REAL，IN1和IN2可以是常數，IN1、IN2和OUT的數據類型應相同。

其中整數除法指令將得到的商截尾取整后，作為整數格式的輸出OUT。

ADD和MUL指令允許有多個輸入，單擊參數IN2后面的星號，將會增加輸入。知識點一

S7-1200PLC

數學運算指令2、CALCULATE“計算”指令“計算”指令CALCULATE定義和執行數學表達式，根據所選的數據類型計算復雜的數學運算或邏輯運算。

單擊指令框中間的問號，通過下拉式列表可以選擇該指令的數據類型。根據所選的數據類型，雙擊指令框中間的數學表達式方框，可以輸入待計算的表達式。可增加輸入參數的個數。知識點一

S7-1200PLC

數學運算指令3、數學函數運算指令知識點二

S7-1200PLC

轉換操作指令

1、轉換指令

CONVERT（CONV）指令是將數據從一種數據類型轉換為另一種數據類型，其指令格式如圖所示。使用時單擊指令“問號”位置，可以從下拉列表中選擇輸入數據的類型和輸出數據的類型。

2、取整和截取指令

取整指令（ROUND）用于將實數轉換為整數。實數的小數部分舍入為最接近的整數值。如果實數剛好是兩個連續整數的一半，則實數舍入為偶數。如ROUND(10.5)=10或ROUND(11.5)=12。

截取指令（TRUNC）用于將實數轉換為整數。實數的小數部分被截成零。

3、上取整和下取整指令

上取整指令（CEIL）將實數轉換為大于或等于所選實數的最小整數。

下取整指令（FLOOR）將實數轉換為小于或等于所選實數的最大整數。知識點三

S7-1200PLC

移動值指令

“移動值”指令MOVE用于將IN輸入的源數據傳送給OUT1輸出的目的地址，并且轉換為OUT1允許的數據類型（與是否進行IEC檢查有關），源數據保持不變。MOVE指令的IN和OUT1可以是Bool之外所有的基本數據類型、數據類型DTL、Struct、Array，IN還可以是常數。可增減輸出參數的個數。

如果IN數據類型的位長度超出OUT1數據類型的位長度，源值的高位丟失。如果IN數據類型的位長度小于輸出OUT1數據類型的位長度，目標值的高位被改寫為0。

知識點四

編程實現公式計算編程實現公式計算，其中a為整數，存儲在MW0中；b為整數，存儲在MW2中；c為實數，存儲在MD16中。任務四倉庫運載機構步進驅動定位運輸步進系統由步進驅動器和步進電機組成。步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執行機構。當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度(稱為“步距角”)，配合以直線運動執行機構或齒輪箱裝置，實現復雜、精密的線性運動。通過控制脈沖個數可以控制角位移量，達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速和定位的目的。步進電機不能直接接到工頻交流或直流電源上工作，而必須使用專用的步進驅動器。步進驅動器由脈沖發生控制單元、功率驅動單元、保護單元等組成。知識點一

步進系統認知步進電機圖例步進驅動器圖例知識點二

PLC的高速脈沖S7-1200CPU通過脈沖接口為步進電機和伺服電機的運行提供運動控制功能。CPU最多可以組態四個脈沖發生器。每個脈沖發生器由P0與P1兩路信號組成，對應S7-1200CPU數字輸出的兩個地址。4個脈沖發生器可配置為PTO或PWM類型：

PTO（方波脈沖列）功能提供周期可調、占空比為50%的方波脈沖串

PWM（脈沖寬度調制）功能提供周期、占空比均可以控制的脈沖串。脈沖發生器產生的脈沖串驅動步進電機或伺服電機旋轉，電機旋轉的轉速取決于脈沖頻率，而電機旋轉的方向也是由脈沖發生器提供的。由脈沖發生器的信號類型設置脈沖發生器以什么方式提供脈沖和方向。知識點二

PLC的高速脈沖步進/伺服驅動器的信號類型有4個選項：（1）PTO（脈沖A和方向B）

一個輸出(P0)控制脈沖，另一輸出(P1)控制方向。如果P1為高電平，電機正向旋轉。如果P1為低電平，電機反向旋轉。（2）PTO（脈沖上升沿A和脈沖下降沿B）

一個輸出(P0)脈沖控制正方向，另一個輸出(P1)脈沖控制負方向。（3）PTO（A/B相移）

兩個輸出均以指定速度產生脈沖，但相位相差90度。生成的脈沖數取決于A相脈沖數。相位關系決定了移動方向：P0領先P1表示正向。P1領先P0表示負向。（4）PTO（A/B相移-四相頻）

兩個輸出均以指定速度產生脈沖，但相位相差90度。相位關系決定了移動方向：P0領先P1表示正向。P1領先P0表示負向。四相取決于A相和B相的正向和負向轉換。脈沖頻率為P0或P1的4倍。知識點三

PLC的運動控制指令1、啟動/禁用軸指令功能：使能軸或禁用軸。使用要點：在程序里一直調用，并且在其他運動控制指令之前調用并使能。當Enable值1后，軸使能。2、回原點指令設置參考點，當上升沿使能Execute后，按照設定的回參考模式回原點，軸做絕對位置定位前一定要觸發MC_Home指令。Mode=0,1直接絕對回零，2被動回零，3主動回零。知識點三

PLC的運動控制指令3、軸絕對定位指令4、軸相對定位指令它的執行需要建立參考點，通過定義速度、距離和方向，當上升沿使能Execute后，按照設定的速度和方向運行到定義好的絕對位置處。使能絕對位置指令之前，軸必須回原點，因此MC_MoveAbsolute指令之前必須有MC_Home指令。它的執行不需要建立參考點，通過定義速度、距離和方向，當上升沿使能Execute后，軸按照設定的速度和方向運行，其方向由距離中的正負號（+/-）決定，運行到設定的距離后停止。不需要軸執行回原點命令。知識點三

PLC的運動控制指令5、停止軸運行指令當上升沿使能Execute后，會按照已配置的減速曲線停車。常用停止指令來停止通過MC_MoveVelocity指令觸發的軸的運行。知識點四

配置PLC的運動控制功能及組態工藝對象

（1）打開portal軟件，完成硬件添加（注意只有晶體管輸出型的PLC才可以驅動伺服系統

（2）打開CPU的屬性，“常規”標簽下找到“脈沖發生器”下“PTO1/PWM1”的“常規”選項，在右方勾選“啟用該脈沖發生器”

（3）PTO1/PWM1的“參數分配”選項用于選擇脈沖的類型。選擇“PTO（脈沖A和方向B）”1、配置PLC的運動控制功能

（4）PTO1/PWM1的“硬件輸出”選項：脈沖輸出選擇Q0.0,勾選“方向”，方向輸出Q0.1

（5）完成PLC的配置

（6）配置好后，將激活PLC的脈沖發生器PTO1，Q0.0輸出高速脈沖控制脈沖頻率，Q0.1控制脈沖方向。知識點四

PLCProfinet通信控制G120調速2、在PLC中組態工藝對象知識點四

PLCProfinet通信控制G120調速2、在PLC中組態工藝對象知識點四

PLCProfinet通信控制G120調速2、在PLC中組態工藝對象知識點四

PLCProfinet通信控制G120調速2、在PLC中組態工藝對象知識點四

PLCProfinet通信控制G120調速2、在PLC中組態工藝對象任務五倉庫運輸托盤伺服驅動定位控制知識點一

伺服系統認知

伺服系統（servomechanism）又稱隨動系統，是用來精確地跟隨或復現某個過程的反饋控制系統。伺服系統使物體的位置、方位、狀態等輸出被控量能夠跟隨輸入目標（或給定值）的任意變化。伺服驅動器與伺服電機知識點二

認識松下ASDA-B2系列伺服驅動器知識點三

工藝對象調試

1、軸控制面板結構

調試面板是1200PLC運動控制中一個重要的工具，組態了1200運動控制并把實際機械硬件設備連接好之后，先用“控制面板”來測試工藝對象的參數和實際設備接線等安裝是否正確。軸控制面板用于在手動模式下移動軸、優化軸設置和測試系統。只有與CPU建立在線連接后，才能使用軸控制面板。如圖所示，軸控制面板中包含以下幾個區域：知識點三

工藝對象調試

2、使用工藝對象調試面板

首先在項目樹的工藝對象中新增工藝對象后選擇“調試”--打開軸控制面板，點擊主控制的“激活”，軸—“啟用”，就可以用控制面板對軸進行測試。然后在命令區選擇需要調試的選項，根據不同運動命令，設置運行速度，加/減速度，距離等參數，并進行相應操作。

軸調試面板進行調試時，可能會遇到軸報錯的情況，我們可以打開“診斷”信息來定位報錯原因：

“狀態和錯誤位”(Statusanderrorbits)可監視軸的最重要狀態和錯誤消息。

“運動狀態”(Motionstatus)用于監視軸的運動狀態。

“動態設置”(Dynamicssettings)用于監視軸的動態限值。任務六西門子S7-1200系列PLC以太網通信知識點一

S7-1200PLC之間的S7通信協議

S7通信協議是面向連接的協議，具有較高的安全性。連接是指兩個通信伙伴之間為了執行通信任務建立的邏輯鏈路。

S7連接是需要組態的靜態連接，靜態連接要占用CPU的連接資源。基于連接的通信分為單向連接和雙向連接，S71200僅支持S7單向連接。

單向連接中的客戶機（Client）是向服務器（Server）請求服務的設備，客戶機調用GET/PUT指令讀寫服務器的存儲區。服務器是通信中的被動方，用戶不用編寫服務器的S7通信程序，S7通信是由服務器的操作系統完成的。知識點二

創建S7連接

例：兩個S7-1200站點PLC1和PLC2均為CPU1214C，它們的PN接口IP地址分別為：192.168.0.1和192.168.0.2，子網掩碼：255.255.255.0。建立S7連接步驟：雙擊項目樹的“設備和網絡”打開網絡視圖。單擊“連接”，選擇“S7連接”，鼠標“拖拽”，建立兩個CPU的連接，系統自動命名該連接“PN/IE_1”。

巡視窗口的“特殊連接屬性”—勾選“主動建立連接”，該CPU成為連接發起的主動方。

單擊網絡視圖小三角按鈕，打開“連接”，可以看到生成的S7連接的詳細信息1、GET/PUT指令知識點三

S7通信指令的配置與使用（1）GET指令：從遠程CPU讀取數據。（2）PUT指令：向遠程CPU寫入數據。2、GET/PUT指令的配置與使用知識點三

S7通信指令的配置與使用實例：將PLC1中的三個REAL型溫度數據傳送到PLC2中。第一步：建立新項目，插入兩個站點并設置PN/IE-1子網，及IP地址。第二步：建立S7連接。第三步：在PLC1中建立發送數據塊。PLC2中建立接收數據塊。發送數據塊設置接收數據塊設置2、GET/PUT指令的配置與使用知識點三

S7通信指令的配置與使用第四步：設置數據塊的屬性，右鍵單擊PLC1“發送數據塊”，打開屏幕快捷菜單，選擇“屬性”，去掉“優化的塊訪問”前的選擇勾。PLC2“接收數據塊”做相同處理。第五步：建議在PLC1的硬件屬性中啟用“時鐘存儲器”，如MB10。2、GET/PUT指令的配置與使用知識點三

S7通信指令的配置與使用第六步：PLC1的Main中編程，將PLC1“發送數據塊”中的數據傳送到PLC2的“接收數據塊”中。

（1）將PUT指令拖拽到編程區。

（2）點擊PUT指令的組態按鈕，打開PUT指令組態對話框。首先設置連接參數，“本地”參數自動生成，勾選”主動建立連接”；“伙伴”選擇PLC-2后參數自動生成。

點擊“塊參數”選項，組態PUT指令的輸入/輸出端子。2、GET/PUT指令的配置與使用知識點三

S7通信指令的配置與使用第七步：進行GET/PUT程序的調試。（1）打開PLC1的發送數據塊，點擊全部監視。監視值欄輸入三個溫度值（2）打開PLC2的接收數據塊，點擊全部監視，可以看到PLC1的三個數據已經傳送過來了知識點四

開放式用戶通信OUC（OpenUserCommunication，）通信即為開放式用戶通信，采用開放式標準，適用于與第三方設備的通信、也適用于西門子S7-300/400,S7-1200/1500以及S7-200SMART之間的通信。開放式用戶通信主要包含以下三種通信：（1）TCP通信。（2）ISO-on-TCP通信。（3）UDP通信。開放式用戶通信是雙邊通信，即客戶端與服務器端都需要寫程序。對于具有集成PN/IE接口的CPU，可使用TCP、UDP和ISO-on-TCP連接類型進行開放式用戶通信。通信伙伴可以是兩個SIMATICPLC，也可以是SIMATICPLC和相應的第三方設備。知識點五

開放式用戶通信指令的配置與使用

1、開放式用戶通信指令

在S7-1200PLC中，提供了兩種開放式通信指令，一種集成了連接功能的指令，一種需要進行單獨使用連接指令進行連接后才可使用的指令。

自帶連接功能的指令有TSEND_C（建立連接并發送數據）和TRCV_C（建立連接并接收數據），自帶連接的通信指令適用于TCP、ISO-on-TCP、UDP三種通信協議；

不自帶連接功能的指令有TCON（建立通信連接）、TDISCON（斷開通信連接）、TSEND（發送數據TCP/ISO-on-TCP）、TRCV（接收數據TCP/ISO-on-TCP）、TUSEND（發送數據UDP）、TURCV（接收數據UDP）。知識點五

開放式用戶通信指令的配置與使用

2、TSEND_C指令的配置與使用

實例：將TCP_Client中的2個word型數據（1個數據代表電機啟停控制的控制字，1個代表電機運行速度的速